[发明专利]一种基于视觉的无线电测向装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于视觉的无线电测向装置的控制方法，包括相互扣合的上壳体（1）、下壳体（2）以及设置在上壳体（1）、下壳体（2）内设有固定件（3），其特征在于，在固定件（3）上分别设有光学镜头单元（4）和无线电定向接收天线（5），所述光学镜头单元（4）中的光学镜头的定向接收中心轴线与无线电定向接收天线（5）定向接收方向保持一致或平行；在上壳体（1）、下壳体（2）内还设有：

一视觉图像处理单元（6），所述视觉图像处理单元（6）对光学镜头单元（4）接收到的影像进行处理然后变成数字影像信息；

一无线电接收机单元（7），所述无线电接收机单元（7）对无线电定向接收天线（5）接收到的无线电信号处理成无线电频谱分析信号信息；

一GPS定位单元（8），对所处位置进行实时采集、定位；

一计算机（9），所述计算机（9）分别与视觉图像处理单元（6）、无线电接收机单元（7）、GPS定位单元（8）连接；

在上壳体（1）和下壳体（2）之间还设有外接射频输入SMA接口（10）、USB扩展接口（11）和电子陀螺仪（12）；

控制方法采用如下步骤：

通过调整个固定件（3），以使用者位置作为视觉定位的原点，转动实现水平方向360度转动，测定水平方向入射角；竖直方正负90度转动测定俯仰入射角；

计算机（9）读取本振时钟，同时给对光学镜头单元（4）接收到的光波处理后的视觉影像数据信息与无线电接收机单元（7）接收到的无线电频谱分析信息流进行授时，实现可见光影像信息流与无线电信号数据流信息的时间同步；

对光学镜头单元（4）接收到光学影像进行数字化后，数字图像处理系统像素分辨率输出数字化影像，建立视觉坐标系；数字化影像后现实中的3维物体或环境均投影到视觉坐标f（x，y）中，带有与测量者为观测原点的感官左右，及高低位置坐标；光学镜头单元（4）接收到光学影像数字化后的任意1个分辨像素的方位定位均能表征为f（x，y），同时数字处理影像的分辨率越高，相对位置分辨率就越高；

对无线电定向接收天线（5）的波瓣性能横截面坐标的建立，采用数学方法，取测试者为原点，定向天线正90至负90度范围，以0度角为方向映射至正90度至负90度的截面，得到定向无线电天线定向性能的坐标f（X，Y）；

将光学视觉坐标与无线天线波瓣性能坐标的精细校准，校准后对准两个坐标原点一致，归一为统一坐标；归一后，F（x，y）中的坐标用不同颜色区分定向增益的高低；自定义不同增益区间边界圈对应的颜色，默认红色圈内代表定向增益最强的区域，橙，黄，绿，蓝次之，黄色其次；经过每个像素对应的光学影像定位坐标位置的无线电波入射到无线定向接收天线传播路径，对应的接收增益是已知的；

水平方向360度旋转该装置，计算机（9）同步接收到的无线电波频谱强度随着无线电发射源在光学坐标中的坐标位置变化而变化，当接收到目标频率无线电波信号最强时那刻，无线电发射源处于识别最高增益圈内范围的坐标范围 ，此时对应的角度等于水平方向无线电波入射角；

获得水平入射角后，固定件（3）俯仰角正负90度，对比无线电接收机单元（7）获得接收到的无线电波频谱信号强度最强时， 固定件（3）俯仰角等于无线电发射源的竖直入射角；

测向完毕后获得无线带发射源信号入射的水平入射角，竖直入射角,对应固定件（3）上光学镜头单元（4）接收到的光学影像，坐标F（0，0）坐标的最高增益识别圈内的可视物件影像即为无线电信号发射源，此时发射源定位的位置与使用者的视觉感官的左，右，高，低相对位置一致;视觉影像坐标中的环境或建筑作为无线点信号发射源的相对位置参照物。